[發明專利]一種三維虛擬手勢選擇場景物體的方法

有效

• 申請號: 201310445376.9
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103472923A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 馮志全;張廷芳
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 商金婷

技術領域

本發明涉及三維虛擬手勢領域，具體地講，涉及一種三維虛擬手勢選擇場景物體的方法。

背景技術

通過指點選擇物體是現實中最簡單的一種動作，只要給定一個選擇方向即可以通過相交測試判斷選中的物體。在沉浸式環境中，往往用視點和虛擬手的位置形成選擇方向，而在桌面環境下，僅需要鼠標點的位置即可。這種技術最早可以追溯到MIT在1980年開發的“put-that-there”界面，其中用語音來進行確認選擇操縱。之后，大量的選擇技術被開發出來，這些技術的區別來自于這兩個設計變量:選擇方向形成的方式和選擇的范圍(決定每次選擇有多少個物體可能被選中)。

由于指點選擇基本上不需要用戶的物理動作，因此僅就選擇來說它可以獲得良好的用戶性能。然而由于維度限制這種指點技術不適合于對象定位操作，用戶僅能夠在繞視點的一個弧度上定位，也不能將對象沿著選擇方向移動。

Ray-Casting是最簡單的指點選擇技術。當前的選擇方向由附著在虛擬手上的矢量P和虛擬手的位置h決定:p(a)=h+ap，0<a<+∞。理論上這種技術能夠選擇任意遠處的物體，但隨著距離的增加和對象尺寸的縮小，選取的難度也越來越大。同時由于硬件抖動的影響，選取的錯誤率也逐漸提高。

“探照燈”選取技術(Spotlight)用一個從選擇矢量出發點開始的錐體代替原來的射線，只要有對象落在這個錐體內則被選中，類似于對象被照亮一樣。這種技術對于微小物體選擇尤其有利，但是同時也會出現多個對象落在錐體內的情況，反而會增加誤操作。

Aperture是對Spotlfight的改進技術，它允許用戶在用錐體選取對象時交互式地控制投射的范圍。錐體的投射方向由頭部的跟蹤器和虛擬手決定，用戶可以交互式地調整虛擬手和頭部的距離來調整錐體大小，以此來消除選擇的歧義性。

Image-Plane的思想來自于圖形學中的一個基本原理:即我們看到的任何對象都是在視棱錐后平面上的透視投影，因此只需要給定投影平面上的一個點就可以進行選擇。這種技術和前面幾種技術一樣不能改變選擇對象離操作者的距離，Fishing-Ree1彌補了這個缺點，通過額外的增加輸入設備，如在跟蹤器上增加按鈕或者滑動桿，用戶可以交互式地沿著選擇矢量移動被選擇的對象，但是由于將對象的六個自由度分開來控制，這樣依然會降低用戶性能。

發明內容

本發明要解決的技術方案是提供一種三維虛擬手勢選擇場景物體的方法，實現三維手勢準確選擇場景內的物體。

本發明采用如下技術方案實現發明目的：

一種三維虛擬手勢選擇場景物體的方法，包括如下步驟：

（1）建立三維手勢模型庫；

其特征在于，還包括如下步驟：

（2）確定所放物體的桌面方程；

（3）初始化時刻T＝0;

（4）預測三維手勢的運動軌跡，利用三維手勢T和T+1時刻的位置信息H_T和H_T+1，預測一條直線l: